アンテナの性能の表しかた

No17
Shu-chan の
放送ネットワーク 道しるべ
テレビ放送
東海道(戸塚宿)
<受信アンテナの性能の表し方>
アンテナの性能を表す指標としては、指向特性、半値角、前後比(F/B)、
利得があります。
指向特性とは、各方向から入感する電波に対しどれくらいの感度の大き
さで受信が可能かという指標です。 図1 に一般的な20素子八木アンテ
ナの水平偏波に対する水平面内の
指向特性を示します。
水平面内指向性図は受信をし
ようとする電波に対してそれ以
外の方向からの妨害波(例えば、
ビル反射波、混信波、雑音電波)
をどれくらい軽減できるかを知
ることが出来ます。
13チャンネル 半値角53度 F/B13dB
水平面内指向特性に対し、時
図1
20素子八木アンテナの指向特性
には垂直面で見た場合の指向特
性も良好な受信のためには重要なパラメータになります。送信アンテナ高
が高く比較的近い距離にある地点での送信所からの電波は上方から到来し
ますので、その方向の感度がどうであるか垂直面指向特性図にて知る必要
があります。
以上はテレビ放送電波が水平偏波のケースですが、垂直偏波の場合はア
ンテナ素子が地面に対し垂直になるよう設置します。この場合も水平面内
指向特性と垂直面内指向特性が存在することになりますが、水平偏波の場
合に比べ異なる特性になります。
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指向特性を数値で表す方法は、図1に示す指向特性図において電波の強
さ(電界強度)が最大放射方向の電界強度の1/ 2(デシベルで-3dB、
電力で1/2)となる2点間の幅の角度で表した指標を用います。半値角
あるいはビーム半値幅と呼びます。この値が小さいほど指向性は鋭くなり
ます。また、素子数が多くなると半値角は小さくなります。
また、指向特性の最大感度方向の感度とその反対方向の180±60度
の範囲内最大となる感度の比を前後比といい F/B(dB) と表します。
アンテナの性能を表すもう一つのパラメータは「利得」です。この利得
とは増幅器の利得とは意味が異なります。アンテナが電波を放射したり捕
らえたりする能力を表します。
アンテナの利得とは、使用可能なチャンネルに関してダイポールアンテ
ナで受信した場合の出力端子電圧にくらべどの程度の強さで出力端子電圧
を取り出せるかという指標で「dB」で表します。一般的に受信帯域の真中
付近でもっとも利得が高くなりますが、メーカーは出来るだけ全体が一様
な利得が得られるように設計します。カタログでの利得の掲載は、図2の
ようなグラフにより示されるか、あるいは、帯域と利得を表にして示され
ています。
図2 アンテナ利得
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[もっと詳しく知りたい方のために]
アンテナの利得は、次のようにして求めます。
利得を求めようとするアンテナと基準とする半波長ダイポールそれぞれ
測定すべきアンテナ
・E0(V/m)
P(W)
r(m)
・
P0(W)
・E0(V/m)
半波長ダイポール
図3 アンテナの利得測定
の電波の強さ(電界強度)を比較します。
それぞれのアンテナから同じ距離
r(m)離れた点における電界強度が等
しい値となるE0(V/m)となるように各アンテナの送信電力を加えます。
そして、その値をP(W)、P0(W)
としますと、測定するアンテナの利得 G は、
P0とPの比の対数をとって次式にてデシベルで表されます。
G =10 log 10
P
(dB)
P
0
となります。
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